基础化学第四章(缓冲溶液)8

基础化学习题答案1-8基础化学习题答案习题答案第一章绪论1、求0.010kgNaOH、0.100kg（1Ca2+）、0.10kg（1Na2CO3）的物质的量。

22解：（1）m(NaOH) = 0.010kg M(NaOH) = 40gmol-1n(NaOH) =21040= 0.25 (mol)2（2）m(1Ca2+) = 0.100kg M(1Ca2+) = 40gmol-1 n(1Ca2+) =2__= 5.0(mol)12（3）m(Na2CO3) = 0.10kg M(Na2CO3) = 53gmol-121n(Na2CO3) =__= 1.89 (mol)2、下列数值各有几位有效数字？（1）1.026 4位（2）0.0208 3位（3）0.003 1位（4）23.40 4位（5）3000 无数位（6）1.0×10-3 2位3、应用有效数字计算规则，计算下列各式：（1）21.10 - 0.263 + 2.3 = 23.1 （2）3.20×23.45×8.912 = 667（3）3.22 23.171.26 103= 5.93×10 （4）-35.4 4.32 102.325 2.1524.6×10-24、(1) 以H2SO4为基本单元，M(H2SO4)=98g/mol；(2) 以HSO4-为基本单元，M(HSO4-)=97g/mol；(3) 以3H2SO4为基本单元，M(3H2SO4)=294g/mol。

5、答：甲的报告更为合理，百分比小数点后保留两位有效数字。

基础化学习题答案第二章溶液与胶体1、在25oC时，质量分数为0.0947的稀硫酸溶液的密度为1.06gL-1，在该温度下纯水的密度为0.997 gL-1。

计算H2SO4的物质的量分数、物质的量浓度和质量摩尔浓度。

解：设取稀硫酸溶液1L，则n(H2SO4) = n(H2O) =1.06 1000 0.0__1.06 1000 (1 0.0947)18= 1.02 (mol) = 53.31(mol)c(H2SO4) =n(H2SO4)V= 1.02 (moll-1)1.021.02 53.31x(H2SO4) =b(H2SO4) =n(H2SO4)n(H2SO4) n(H2O)== 0.0188n(H2SO4)m(H2O)=1.021000 1.06 (1 0.0947)= 0.106(molkg-1)2、醚的正常沸点为34.5℃，在40℃时往100g乙醚中至少加入多少摩尔不挥发溶质才能防止乙醚沸腾？解：Tb Kb bB )2.02 (40-34.5n0.1n = 0.22mol3、苯的凝固点为5.50℃，Kf = 5.12 Kkgmol-1。

1．能够抵抗少量酸、碱或加水稀释，而本身pH 值基本保持不变的溶液，称为缓冲溶液。

2.缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。

通常用使单位体积缓冲溶液的pH 改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量表示缓冲容量。

影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比；缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量越大；总浓度一定时，缓冲比越接近于1，缓冲容量越大。

缓冲容量与缓冲系中共轭酸的p K a 无关。

所以总浓度相同的HAc-NaAc 和H 2CO 3-HCO 3-缓冲系的缓冲容量相同。

3.（1）（2）（4）（5）.4. 配制pH = 3的缓冲溶液，选HCOOH —HCOO -最合适，因为HCOOH 的pK a = 3.75，与所需的pH 值最接近。

5. 此混合溶液为HCO 3- －CO 32-组成的缓冲溶液。

查表4-1，H 2CO 3的p K a2＝10.25。

m o l m o l g g H C O n 119.00.840.10)(13=⋅=--mol094.0molg 106g0.10)CO(123=⋅=--n代入式(4.4)得15.10mol119.0mol 094.0lg2510)HCO)CO lgp pH 323a =+⋅=+=--((n n K6. H 2C 2O 4：pKa 1 = 1.23 pKa 2 = 4.19∴应选择---242242O C O HC 缓冲体系 1]O[C ]O [HC ]O[C ]O [HC lgpKa pH 2424224242=⇒-=----则：3:2V :V NaOH O C H422=7. HAc + NaOH = NaAc + H 2O初（mol ）：100×0.10 50×0.10平 (mol)： 50×0.10 50×0.10c a =301501005=+(mol·L -1) c b =301501005=+(mol·L -1)pH=pKa-lg754301301754.lg.c c ba =-= 8．设需加入0.10 mol·L -1HCl 溶液x 毫升，NH 3·H 2O + HCl = NH 4Cl + H 2O生成NH 4Cl 的浓度 = 0.10x /(500+x) (mol·L -1) 剩余NH 3·H 2O 的浓度 = （0.10×500 – 0.10x ）/ (500+x) (mol·L -1)pOH = 14-10 = 4 x1.0x 1.050lg75.4)x 500/(x 10.0)x 500/()x 500(10.0lg75.44--=++--=625101050.x.x .=- x = 75.5(mL) 设需加入NH 4Cl 的浓度为y mol·L -1，y1.0lg75.44-= 62.5y1.0= y = 0.018(mol/L)需加入固体NH 4Cl = 0.018×0.5×53.5 = 0.48(g)1]O[C ]O [HC ]O[C ]O [HC lgpKa pH 2424224242=⇒-=----则：3:2V :V NaOH O C H422=9.加入的NaOH 为0.20g÷40g·mol -1=0.005mol 、c (OH -)=0.005mol ÷0.100L=0.05mol ·L -1设原溶液中共轭碱 [B -]原=xmol·L -1，则加入NaOH 后，[HB]=0.25mol·L -1－0.05mol·L -1=0.20mol·L -1， [B -]=0.05mol·L -1+xmol·L -1 ，代入式(4.2)]HB []B [lga p pH -+=K11Lmol 20.0L mol )x 05.0(lg30.560.5--⋅⋅++=[B -]原=xmol·L -1=0.35mol·L -1原溶液45.5Lmol 25.0Lmol 35.0lg30.5pH 11=⋅⋅+=--10. 阿司匹林以HAsp 表示，解离后以Asp -表示。

第四章 缓冲溶液 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题答案 难题解析 [TOP]例4-1 现有1.0L 缓冲溶液，内含0.01mol H 2PO 4-、0.030mol HPO 42-。

（1） 计算该缓冲溶液的pH ；（2） 往该缓冲溶液中加入0.005 0 mol HCl 后，pH 等于多少？析 题设缓冲系：H 2PO 4-HPO 42-+ H +，用公式 pH ＝p K a +lg )PO (H )(HPO 4224--n n 计算。

若加入HCl ，H +与HPO 42- 反应生成H 2PO 4-。

解 （1）根据H 3PO 4: p K a1=2.16; p K a2=7.21; p K a3=12.32pH ＝p K a +lg )PO (H )(HPO 4224--n n =7.21+lg mol 010.0mol 030.0=7.68 （2）加入0.005 0 mol HCl 后：pH ＝p K a +lg )PO (H )(HPO 4224--n n =7.21+lg 0.0050mol 0.010mol 0.0050mol 0.030mol +-= 7.42 例4-2 柠檬酸（缩写H 3Cit ）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。

如用500mL 的0.200 mol·L -1柠檬酸，须加入0.400 mol·L -1的NaOH 溶液多少毫升，才能配成pH 为5.00的缓冲溶液？（已知柠檬酸的p Ka 1=3.14，p Ka 2= 4.77，p Ka 3=6.39）析 要配pH5.00的缓冲溶液，应选p K a 2，缓冲系NaH 2Cit-Na 2HCit ，用NaOH 与H 3Cit 完全反应生成NaH 2Cit ，再与NaH 2Cit 部分反应生成Na 2HCit 。

解 设H 3Cit 全部转化为NaH 2Cit 需NaOH 溶液V 1 mL ：0.200 mol·L -1×500 mL = 0.400 mol·L -1×V 1 mL解得： V 1 = 250设NaH 2Cit 部分转化，组成NaH 2Cit －Na 2Hcit 缓冲系，需NaOH 溶液V 2 mL ：NaH 2Cit + NaOH Na 2HCit + H 2On （Na 2HCit ）= 0.400 mol·L -1×V 2 mL= 0.400V 2 mmoln （NaH 2Cit ）= 0.200 mol·L -1×500 mL －0.400 mol·L -1×V 2 mL= (100－0.400 V 2)mmolpH = p Ka 2 + lg )Cit NaH ()HCit Na (22n n = 4.77＋lg )mmol0.400-(100mmol 400.022V V = 5.00 解得： V 2 = 157共需加入NaOH 溶液的体积： V 1 mL + V 2 mL = 250 mL + 157 mL = 407 mL例4-3 今有500mL 总浓度0.200 mol·L -1、pH4.50的HAc －NaAc 缓冲溶液，欲将pH 调整到4.90，需加NaOH 多少克？调整后缓冲溶液的缓冲容量是多少？解 查表得HAc 的p K a= 4.76，在pH4.50的缓冲溶液中：4.50 = 4.76 + lg (HAc)(NaAc)L 0.200mol -1c c -⋅ 解得 c （HAc ）= 0.130mol·L -1c （NaAc ）= 0.200 mol·L -1－0.130 mol·L -1= 0.070mol·L -1加入固体NaOH m g ： 4.90 = 4.76 + lg 1-1-1-1-mol g 40g L 50.0L mol 130.0mol g 40gL 50.0L mol 070.0⋅-⨯⋅⋅+⨯⋅m m 解得： m = 0.92在pH4.90的缓冲溶液中：[HAc] = 0.130 mol·L -1－L50.0mol g 40g 92.01-⨯⋅= 0.084mol·L -1 [Ac -] = 0.070 mol·L -1＋L50.0mol g 40g 92.01-⨯⋅= 0.116mol·L -1 缓冲容量为： β = ][Ac [HAc]][HAc][Ac 2.303--+⨯=1-1--1-1L 0.116mol L 0.084mol L 0.116mol L 0.084mol 2.303⋅+⋅⋅⨯⋅⨯= 0.112 mol·L -1 例4-4 用0.025 mol·L -1的H 3PO 4和0.10 mol·L -1的NaOH ，配制pH7.40的缓冲溶液100 mL ，求所需H 3PO 4和NaOH 的体积比。

第四章缓冲溶液许多反应，往往都需要在一定的pH值条件下才能正常进行，例如，细菌培养、生物体内酶催化反应等。

当溶液的pH值不合适或反应过程中溶液的pH值有了较大改变时，都会影响反应的正常进行。

人体内的各种体液都具有一定的pH值范围，如正常人血液的pH值范围为7.35～7.45，如超出这个范围，就会出现不同程度的酸中毒或碱中毒症状，严重时可危及生命。

怎样才能使溶液（或体液）的pH值基本恒定，这是一个在化学上和医学上都同样重要的问题。

第一节缓冲溶液及缓冲机制一、缓冲溶液的缓冲作用和组成实验表明，分别在1L 0.10mol·L-1NaCl溶液和1L 含HAc和NaAc均为0.10mol的溶液中，加入0.010mol强酸（HCl）或0.010mol强碱（NaOH），NaCl 溶液的pH值发生了显著变化（改变了5个pH单位），而HAc和NaAc混合溶液的pH值改变很小（仅改变了不足0.1个pH单位）。

如用水稍加稀释时，HAc 和NaAc混合溶液的pH值随稀释而改变的幅度也很小。

这说明HAc和NaAc混合溶液有抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持pH值基本不变的能力。

我们把这种能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液（buffer solution）。

缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用（buffer action）。

较浓的强酸如HCl溶液或较浓的强碱如NaOH溶液，当加入少量强酸、强碱，其pH值基本保持不变，所以它们也具有缓冲作用。

但由于这类溶液的酸性或碱性太强，实用上很少当作缓冲溶液使用。

我们通常所说的缓冲溶液一般是由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成的。

例如：HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4等。

在实际应用中，往往还可采用酸碱反应的生成物与剩余的反应物组成缓冲系，如：弱酸（过量）+ 强碱：HAc（过量）+ NaOH强酸+弱酸的共轭碱（过量）：HCl+NaAc（过量）实际上它们形成的仍然是共轭酸碱对的两种物质。

基础化学缓冲溶液教学难点总结基础化学缓冲溶液教学难点总结导语：基础化学缓冲溶液是具有稳定pH值的溶液，其教学涉及到酸碱理论、酸碱的中和反应、酸碱度浓度等多个方面的知识点。

在教学过程中，往往会遇到一些难点，本文将浅谈关于基础化学缓冲溶液教学难点的总结。

一、基础概念理解难点1. pH值的理解：pH值是指溶液的酸碱性程度，它与氢离子（H+）的浓度成反比。

在教学中，学生往往容易混淆pH值和酸碱度的概念，无法准确理解pH值的数值与溶液酸碱性的关系。

2. 缓冲溶液的概念：缓冲溶液是指在酸或碱的添加下，能够维持溶液pH值相对稳定的溶液。

学生可能难以理解缓冲溶液的形成机理和其对pH值的影响。

二、缺乏实验操作经验的困扰1. 实验操作复杂：在制备缓冲溶液的实验中，需要学生精确称量特定的物质、利用酸碱反应调整溶液的pH值等。

这要求学生具备准确的实验操作技巧和实验数据记录能力，但对于初学者来说，这些操作可能十分复杂和陌生。

2. 实验结果难以判断：缓冲溶液的制备实验结果往往需要通过检测溶液的pH值来判断成功与否。

然而，由于实验条件控制不当、仪器误差或实验操作失误等原因，学生可能会得到不准确的实验结果，难以判断实验的成功与否。

三、纠正常见错误的挑战1. 缓冲溶液组成物质选择错误：学生可能会根据直觉选取不合适的酸碱物质来制备缓冲溶液，导致制备的溶液无法起到缓冲作用。

因此，教师需要引导学生正确选择缓冲溶液的组成物质，并解释为什么这些物质可以构成有效的缓冲溶液。

2. pH值调节错误：在实验中，学生需要通过酸碱反应调节溶液的pH值，但往往会发生过调节或不足调节的情况。

过调节会导致溶液的酸碱度变化太大，无法形成缓冲溶液；不足调节则无法使溶液的pH值在所需范围内稳定。

四、培养学生动手实践的能力1. 提供实验机会：为了更好地理解和掌握缓冲溶液的制备方法，教师应提供多样化的实验机会，让学生亲自参与操作和观察实验现象，培养其实验操作技巧。

2. 实验数据处理与分析：学生在实验过程中，应注重实验数据的准确记录和合理分析。

中医学院《医用化学》课程设计（首页）课程名称：医用化学任课教师：职称：所在系部：医学技术系教研室：化学教研室授课对象：医学影像授课时间：课程类型：必修基础课授课章节：第四章缓冲溶液基本教材：祖期主编《基础化学》第八版, 人民卫生，2013年3月。

自学资源：1、《无机化学》许善锦主编，人民卫生.2、《基础化学》第五版.祖期主编，人民卫生.3、《基础化学》徐春祥主编，高等教育.4、《现代化学基础》朱裕贞主编，化学工业.5、《现代化学基础》胡忠鲠主编，高等教育.教学目标：（一）知识目标：1. 掌握缓冲溶液的概念、组成和作用机制；影响缓冲溶液pH的因素、Henderson-Hasselbalch方程式及应用；缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。

2. 熟悉缓冲溶液的配制原则、方法和步骤；血液中的主要缓冲系及其在稳定血液pH过程中的作用。

3. 了解医学上常用的缓冲溶液的配方和标准缓冲溶液的组成。

（二）能力目标：通过本章节的学习，使学生初步掌握缓冲溶液的组成、缓冲溶液的缓冲机理、缓冲溶液的配制方法、缓冲溶液PH值的计算、缓冲围、影响缓冲容量的因素以及缓冲溶液在医学上的应用等等，培养学生独立的分析问题和解决问题能力。

（三）情感目标通过缓冲溶液的学习，学生特点分析：本课程针对临床专业大一学生开设，学生在中学阶段选修课程部分容不讲解，知识结构不系统，在讲解时要精讲，并结合临床专业的实例，调动学生的积极性，培养他们学习化学课程的兴趣。

教学重点：1.缓冲溶液的概念、组成和缓冲作用的机理；影响缓冲溶液pH的因素及缓冲溶液pH的计算；缓冲溶液的配制原则、方法和步骤；缓冲容量的概念及缓冲容量的有关计算。

教学难点：1.缓冲容量的概念及缓冲容量的有关计算。

2.缓冲对的选择。

解决方法和处理措施：1. 通过实验教学设置相关的实验容，让学生首先了解缓冲容量的概念和影响缓冲容量的因素，然后通过结合实验结果讲述这些因素对缓冲容量的影响情况，并且引出如何计算缓冲容量。

基础化学考试章节：第二章溶液第三章酸碱解离平衡和缓冲溶液（第四节比较重要）第四章难容强电解质的沉淀溶解平衡第五章胶体分散系第八章氧化还原反应和电极电势第九章原子结构和元素周期律第十章共价键和分子间力第十一章配位化合物第十二章滴定分析第十三章紫外—可见分光光度法第一章绪论知识点：SI制基本单位：米、千克、秒、开尔文（k）、坎德拉（cd）、摩尔、安第二章溶液第一节：1、物质的量—表示物质数量的基本物理量，基本单位摩尔，符号：mol。

2、0.012kg12C的原子数目是阿伏伽德罗常数，L=6.02×1023mol-13、摩尔质量：B的质量除以B的物质的量即：MB ＝mB/nB3、物质的量浓度：物质B的物质的量nB除以混合物的体积V，即：c B =nB/V4、摩尔分数又称为物质的量分数：定义为B的物质的量与混合物的物质的量之比，即：x B =nB/(nA+nB)——B的摩尔分数（若溶液只有A与B）5、质量摩尔浓度：B的物质的量nB 除以溶剂的质量mA（Kg），即：b B =nB/mA6、质量分数：B的质量mB除以溶液的质量m，即：ωB =mB/m7、物质B的质量浓度ρB 与B的浓度cB之间的关系：ρB =c B /c B 〃M B第二节：1、溶液的性质分为两类，一是决定于溶质的本性，二是与溶质无关，主要取决于溶质微粒数的多少。

二者统称为稀溶液的依数性。

2、由液相变为气相为蒸发，气相变为液相为凝结。

3、蒸汽所具有的压强称为该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压：1）蒸汽压的大小与液体本性有关，与温度有关。

（详细见课本P12表）2）稀溶液蒸汽压比纯溶液蒸汽压低原因：纯溶液表面部分被溶质分子占据单位之间内溶剂分子蒸发量少其蒸汽压必然低于稀溶液蒸汽压，这种现象称为：蒸汽压下降。

3）部分公式：A 、p=p o x A （一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂蒸汽压乘以溶液中溶剂的摩尔分数）推导一下：x A +x B =1 p=p o （1－x B ） p o －p=pox BΔp=p o x B 一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸汽压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关B 、若稀溶液中，溶质的物质的量n B 远远小于溶剂的物质的量n Ax B =n B /(n A +n B ) ≈n B /n A =n B /(m A /M A )Δp=p o •n B /(m A /M A )=p o M A •n B /m A式中m A 与M A 分别为溶剂的质量和摩尔质量。

基础化学缓冲溶液教学难点总结作者：张朋来源：《科技视界》2017年第25期【摘要】通过分析基础化学缓冲溶液中的重点难点，总结解决问题方法，达到掌握重点难点知识。

【关键词】缓冲溶液；基础化学缓冲溶液是大学基础化学课程的重要章节，缓冲溶液在组织切面、细胞培养以及生物酶催化反应中都有很重要的应用。

缓冲溶液的相关知识在以后的实验及具体工作中都有着重要的作用。

如何选择试剂来组成缓冲体系，需要各个试剂剂量多少，这些都是实际经常遇到并需要解决的问题。

缓冲溶液章节需要学生掌握缓冲溶液的概念及组成，理解并会解释缓冲溶液的缓冲机理，除此之外还要掌握缓冲溶液pH的计算，灵活应用缓冲公式解决计算缓冲溶液pH值的具体问题，还要掌握具体缓冲溶液配制的步骤及方法。

教学重点为具体应用缓冲公式计算缓冲溶液的pH值，缓冲溶液的概念及组成，缓冲机理以及配制缓冲溶液。

教学难点为应用缓冲公式计算缓冲溶液的pH值及配制缓冲溶液。

通过以下几个例题对缓冲溶液重点难点进行深入学习：（1）已知氨的解离常数Kb为1.8×10-5，实验室计划配制pH为10.25的缓冲溶液，实验室现有的试剂有氯化铵和氨水，现在计划配制缓冲溶液总体积为1升，配制缓冲溶液消耗了10mol·L-1氨水500mL，那么还需要多少克氯化铵才能达到缓冲溶液的pH为10.25？思路分析：已知了缓冲体系的共轭酸碱对是NH4Cl-NH3，现在由缓冲公式知道，只要换算出缓冲对中酸的物质的量浓度和碱的物质的量浓度，代入上述方程式进行求解即可。

解：假设需要加m克氯化铵才能达到缓冲溶液的pH为10.25因为Kb（NH3）=1.8×10-5，故Ka（NH4Cl）=Kw/Kb（NH3） =1.0×10-14/1.8×10-5=5.6×10-10所以 pKa=9.25代入缓冲公式可得：10.25=9.25+1gm=26.75（g）总结该问题，通过分析确定出共轭酸碱对的物质的量浓度是解决这类问题的关键，解决了缓冲对的共轭酸碱对的浓度后，代入Henderson-Hasselbalch方程式即可建立关系式，解出未知量。

第四章缓冲溶液【学习目标】掌握缓冲溶液的概念、组成和作用机制；影响缓冲溶液pH的因素、Henderson-Hasselbalch方程式及应用；缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。

熟悉缓冲溶液的配制原则、方法和步骤；血液中的主要缓冲系及其在稳定血液pH过程中的作用。

了解医学上常用的缓冲溶液的配方和标准缓冲溶液的组成。

【内容要点】第一节缓冲溶液及缓冲机制一、缓冲溶液及其作用机制能够抵抗外来少量强酸、强碱，或在一定范围内稀释时，保持溶液pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。

其对溶液pH的稳定作用称为缓冲作用。

以足量HAc和Ac-组成的缓冲溶液为例，HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq)加入少量强碱（OH-）时，OH-接受H3O +传递的质子，使平衡右移，溶液中大量存在的HAc解离以补充被OH-消耗掉的H3O+，从而保持pH基本不变。

加入少量强酸（H3O +）时，大量存在的Ac-接受其传递的质子生成HAc，使平衡左移，因而[H3O+]无明显增加，保持pH基本不变。

二、缓冲溶液的组成缓冲溶液一般由足够浓度、一定比例的共轭酸碱对组成。

组成共轭酸碱对的两种物质称为缓冲系或缓冲对，其中共轭酸起到抗碱作用，称为抗碱成分；共轭碱起到抗酸作用，称为抗酸成分。

第二节缓冲溶液pH的计算一、缓冲溶液pH的近似计算公式（一）基本公式——Henderson-Hasselbalch方程式在HB-B-组成的缓冲溶液中，HB和B-之间存在如下质子转移平衡O(l) H3O+(aq)+ B- (aq)HB(aq) + H由平衡可得[H 3O +]＝K a × ]B []HB [- (4.1) pH ＝p K a + lg ]HB []B [-＝p K a + lg ][][共轭酸共轭碱 (4.2) 此式即计算缓冲溶液pH 的Henderson —Hasselbalch 方程式。

[B -]与[HB]的比值称为缓冲比，[B -]与[HB]之和为缓冲溶液的总浓度。